10.1 Bodenwasser - Begriffe

Jeder Boden enthält unter natürlichen Bedingungen Wasser. Im "lufttrockenen" Zustand ist der Wassergehalt aber sehr niedrig. Wasser, das auch nach Trocknung mit 105 °C nicht aus einer Bodenprobe entfernt werden kann, wird nicht mehr zum Bodenwasser gerechnet. Es gehört zum Kristallwasser der Bodenpartikel. Das Bodenwasser enthält gelöste Salze und Gase und ist Lebensraum für Organismen.

Abb. 10.1: Einteilung des Bodenraumes, Begriffe nach DIN 4049.

Wasser ist in den Bodenporen nur teilweise frei beweglich. Es kann nämlich auch Bindungen an die feste Phase, die Bodenmatrix unterliegen. Wasser, das sich durch Überwiegen der Schwerkraft gegenüber bindenden Kräften im Sickerraum abwärts bewegt, wird Sickerwasser genannt. Der Bewegungsvorgang wird Perkolation genannt. Dabei wird im Boden vorhandenes Wasser nach unten verdrängt und selbst Sickerwasser. Das im Boden verbleibende Wasser wird Haftwasser bzw. Bodenfeuchte genannt.

Grundwasser ist unterirdisches Wasser, das Hohlräume der Lithosphäre zusammenhängend ausfüllt und dessen Bewegungsmöglichkeit ausschließlich durch die Schwerkraft bestimmt wird (DIN 4049). Ist das Wasser nur einen Teil des Jahres vorhanden (oft Frühjahr), wird auch von Stauwasser gesprochen. Grund- und Stauwasserkörper bilden sich i.d.R. über schlechtleitenden Schichten (z.B. Tonen)

Abb. 10.2: Bindungsformen des Bodenwassers

Adsorptionswasser (Adsorption = Bindung von Fremdatomen an der Phasengrenze). Adsorptionskräfte wirken zwischen fester Phase (Bodenmatrix) und den Wassermolekülen.

Im Einzelnen:

Die Bindung zwischen den Wassermolekülen und der Bodensubstanz umfassen:

Kapillarwasser, verursacht durch Kapillarkräfte, Kapillarkondensation: Tendenz der Grenzfläche von Wasser/Luft, sich zu verkleinern, weil hierdurch ein energieärmerer Zustand erreicht wird, Kapillarwasser liegt in Form von Menisken (Adhäsionskräfte zwischen Boden-Wasser, Kohäsionskräfte (Oberflächenspannung) zwischen Wassermolekülen (vgl. zum Problem Versalzung: Scheffer/Schachtschabel 1992, S. 381ff).

Unter Kapillarität versteht man die Erscheinung, dass in einer engen Röhre (Boden: Porenkanal) eine Flüssigkeit (Bodenwasser) höher oder tiefer steht, als es nach dem Gesetz der verbundenen Gefäße sein dürfte.

Feldkapazität (FK): Wassergehalt als Volumenanteil, den ein Boden an seinem Standort in ungestörter Lagerung maximal gegen die Schwerkraft speichern kann, konventionell angegeben als Wassergehalt 2-3 Tage nach vollständiger Wassersättigung.

Mikroporen: immobile Komponente (Wasser längere Zeit festgelegt)

Makroporen: mobile Komponente (z.B. aufgefüllte Wurzelkanäle, Klüfte, s.Löß)